摘要：ＧＰＳ作為一項(xiàng)引起傳統(tǒng)測(cè)繪觀念重大變革的技術(shù)，是最具潛力的全能型技術(shù)，在地質(zhì)工程測(cè)量方面發(fā)揮著重要的作用。
　　關(guān)鍵詞：GPS控制剖面地形測(cè)量
　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，地質(zhì)找礦行業(yè)越來(lái)越重要，地質(zhì)行業(yè)迎來(lái)前所末有的發(fā)展機(jī)遇，這就對(duì)地質(zhì)測(cè)量提出了更高的要求。隨著地質(zhì)行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展，地質(zhì)設(shè)計(jì)已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。目前地質(zhì)勘探中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強(qiáng)度大，且效率低。技術(shù)的進(jìn)步在于設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)改造，在目前的技術(shù)條件下引入GPS技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。當(dāng)前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立礦區(qū)總體控制網(wǎng)，為測(cè)繪地形地質(zhì)圖件、剖面等提供依據(jù)。
　　1.GPS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀?
　　GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的縮寫,意為利用衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距,以構(gòu)成全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。是美國(guó)國(guó)防部主要為滿足軍事部門對(duì)海上、陸地和空中設(shè)施進(jìn)行高精度導(dǎo)航和定位的需要而建立的。它從根本上解決了人類在地球上的導(dǎo)航和定位問題，在軍事和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。給導(dǎo)航和定位技術(shù)帶來(lái)了巨大的變化。具有全球性、全天侯、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位和定時(shí)功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。單點(diǎn)導(dǎo)航定位與相對(duì)測(cè)地定位是GPS應(yīng)用的兩個(gè)方面；對(duì)常規(guī)測(cè)量而言相對(duì)測(cè)地定位是主要的應(yīng)用方式。
　　相對(duì)測(cè)地定位是利用L1和L2載波相位觀測(cè)值實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，其原理是采用載波相位測(cè)量局域差分法：在接收機(jī)之間求一次差，在接收機(jī)和衛(wèi)星觀測(cè)歷元之間求二次差，通過兩次差分計(jì)算解算出待定基線的長(zhǎng)度；求解整周模糊度是其關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)算法模型，設(shè)計(jì)了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。靜態(tài)作業(yè)模式主要用于地殼變形觀測(cè)、國(guó)家大地測(cè)量、大壩變形觀測(cè)等高精度測(cè)量；快速靜態(tài)測(cè)量以其高效的作業(yè)效率與厘米級(jí)精度廣泛應(yīng)用于一般的工程測(cè)量；而RTK測(cè)量以其快速實(shí)時(shí)，厘米級(jí)精度等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集(如碎部測(cè)量)與工程放樣中。?
　　2.GPS技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用?
　　2.1首級(jí)控制網(wǎng)
　　首級(jí)控制采用美國(guó)產(chǎn)Trimble4600LSⅡ型12通道4臺(tái)套GPS接收機(jī)進(jìn)行布測(cè)。靜態(tài)處理標(biāo)稱精度為：±5mm+1PPm*D(D為基線長(zhǎng)度)。實(shí)地測(cè)量時(shí)采用靜態(tài)定位測(cè)量方式，單基準(zhǔn)站式星形網(wǎng)布設(shè)。為提高觀測(cè)精度,每個(gè)點(diǎn)視對(duì)天通視情況觀測(cè)45至70分鐘，衛(wèi)星截止高度角設(shè)置為≥15°，最少衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)為≥4,PDOP≤6,數(shù)據(jù)采集間隔為15″。對(duì)中誤差≤2mm,天線高差值≤3mm�；�線處理及網(wǎng)平差采用隨機(jī)進(jìn)口軟件TGO1.6進(jìn)行解算。D級(jí)GPS控制網(wǎng)的技術(shù)要求執(zhí)行《GPS規(guī)范》相應(yīng)規(guī)定。坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)采用1956年黃海高程。
　　2.2圖根控制測(cè)量
　　在首級(jí)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，使用LEICAGPS1200型GPS接收儀，進(jìn)行圖根控制測(cè)量。要求GPS接收機(jī)在每一流動(dòng)站上，靜止的進(jìn)行觀測(cè)。在觀測(cè)過程中，同時(shí)接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)，如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計(jì)要求，便可以結(jié)束實(shí)時(shí)觀測(cè)。若采用常規(guī)測(cè)量方法(如全站儀測(cè)量)，受客觀因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實(shí)施比較困難，而采用RTK快速靜態(tài)測(cè)量，可起到事半功倍的效果。單點(diǎn)定位只需要5-10min(隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，定位時(shí)間還會(huì)縮短)，不及靜態(tài)測(cè)量所需時(shí)間的五分之一，在地質(zhì)測(cè)量中可以代替全站儀完成導(dǎo)線測(cè)量等控制點(diǎn)加密工。
　　2.3勘探線剖面測(cè)量、地質(zhì)工程測(cè)量
　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS(RTDGPS)技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，無(wú)論靜態(tài)定位，還是準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無(wú)法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，而且也無(wú)法對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這就難以保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測(cè)由于粗差造成的不合格觀測(cè)成果。解決這一問題的主要方法就是延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間來(lái)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來(lái)就降低了GPS測(cè)量的工作效率。
　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無(wú)線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無(wú)線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù)，隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。這樣用戶就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測(cè)點(diǎn)的精度指標(biāo)，確定觀測(cè)時(shí)間，從而減少冗余觀測(cè)，提高工作效率。
　　首先在LEICAGPS1200型GPS接收儀手簿上建立坐標(biāo)系統(tǒng)，根據(jù)首級(jí)控制點(diǎn)平差WGS84坐標(biāo)成果及1954年北京坐標(biāo)系成果(84點(diǎn)和當(dāng)?shù)攸c(diǎn)取同樣的點(diǎn)號(hào))，并且全部存在于缺省的JOB中，選擇建立坐標(biāo)系統(tǒng)功能，設(shè)置好橢球和投影參數(shù)，進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的建立。
　　然后在首級(jí)控制點(diǎn)上架設(shè)參考站，設(shè)置好坐標(biāo)系統(tǒng)，流動(dòng)站人員根據(jù)地質(zhì)人員設(shè)計(jì)的剖面的基、端點(diǎn)及鉆孔坐標(biāo)，進(jìn)行放樣，測(cè)設(shè)時(shí)直接測(cè)出高程。
　　2.4地形測(cè)量
　　與勘探線剖面測(cè)量、地質(zhì)工程測(cè)量一樣，用流動(dòng)站測(cè)量地形點(diǎn)，保存在手簿中，并繪制草圖，外業(yè)完成后直接與電腦連接，輸出測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字化成圖。確保依據(jù)《規(guī)范》和國(guó)標(biāo)96《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》進(jìn)行作業(yè)，確保測(cè)量成果的精度。
　　3.GPS技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用前景?
　　RTK-實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位成果,并達(dá)到cm級(jí)精度,在測(cè)量中縮短了外業(yè)觀測(cè)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率.動(dòng)態(tài)定位模式在地質(zhì)勘探階段有著廣闊的應(yīng)用前景，可以完成地形地質(zhì)圖測(cè)繪、地質(zhì)剖面測(cè)量、鉆孔測(cè)設(shè)等工作。測(cè)量2～4秒，精度就可以達(dá)到1～3cm，且整個(gè)測(cè)量過程不需通視，有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器(如全站儀)不可比的優(yōu)點(diǎn)。
　　3.1在礦產(chǎn)的管理方面利用GPS方便的定位功能，可對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源分布作出精確定位，測(cè)出礦產(chǎn)資源分布面積，對(duì)每一種礦產(chǎn)資源分布邊界作出定位，以免發(fā)生越界開采。
　　3.2在地質(zhì)調(diào)查方面，地質(zhì)調(diào)查是一向綜合性的地質(zhì)工作，是各項(xiàng)地質(zhì)工作的先行步驟，是運(yùn)用地質(zhì)理論和各種技術(shù)手段在一定區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)的進(jìn)行綜合性調(diào)查工作在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用，利用GPS方便進(jìn)行地質(zhì)填圖的數(shù)據(jù)采集，可以減少野外工作量，縮短成圖周期，克服了傳統(tǒng)方法中地一些缺點(diǎn)。增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的共享性，有利于數(shù)據(jù)的二次開發(fā)與利用。
　　3.3在地質(zhì)災(zāi)害中，GPS可用于監(jiān)視全球和區(qū)域板快運(yùn)動(dòng)，也就是形變監(jiān)測(cè)，也是利用GPS全天候連續(xù)的三維導(dǎo)航和全球覆蓋的特點(diǎn)，做地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn):
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